作业帮一道关于高中溶液PH计算的问题
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：数学作业 时间：2024/07/16 12:59:09
一道关于高中溶液PH计算的问题
将PH=3的H2SO4溶液和PH=12的NaOH溶液混合,当混合溶液的PH=10时,强酸和强碱的体积之比为多少?
我的算法：[0.01*V(H2SO4)+0.00000000001*V(NaOH)]/[V(NaOH)+V(H2SO4)]
但是和答案算出来的不一样,
9:1
将PH=3的H2SO4溶液和PH=12的NaOH溶液混合,当混合溶液的PH=10时,强酸和强碱的体积之比为多少?
我的算法：[0.01*V(H2SO4)+0.00000000001*V(NaOH)]/[V(NaOH)+V(H2SO4)]
但是和答案算出来的不一样,
9:1
设硫酸体积为V1,氢氧化钠体积为V2,
PH=3的H2SO4溶液中,c(H+) = 10^-3mol/L
PH=12的NaOH溶液中,c(OH-) = 10^-14 / 10^-12 = 10^-2
当混合溶液的PH=10时,c(OH-) = 10^-14 / 10^-10 = 10^-4
当混合溶液的PH=10时,溶液中：
剩余的OH-的物质的量浓度 = （10^-2 *V2 - 10^-3 * V1）/ （V1 + V2）= 10^-4
解得：0.01V2 - 0.001V1 = 0.0001V1 + 0.0001V2
即：0.0099V2 = 0.0011V1
即：V1 / V2 = 9：1
再问： 那用H离子的浓度也可以算啊，为什么答案不对。 [10^-3*V(H2SO4)+10^-12*V(NaOH)]/[V(NaOH)+V(H2SO4)]=10^-10 这样算应该对啊
再答： 反应的过程中，H+与OH－是同时消耗的。 我的计算式中：（10^-2 *V2 - 10^-3 * V1），表示的是10^-2 *V2 mol的OH－与10^-3 * V1 mol的H+反应后剩余的OH－。 但你的计算式中：[10^-3*V(H2SO4)+10^-12*V(NaOH)] 这个表示的是什么呢？从你的计算式来看，表示的是硫酸溶液中电离出来的H+与氢氧化钠溶液中的H+的物质的量的和。你没考虑到酸碱中和反应中H+的消耗，所以是错的。
PH=3的H2SO4溶液中,c(H+) = 10^-3mol/L
PH=12的NaOH溶液中,c(OH-) = 10^-14 / 10^-12 = 10^-2
当混合溶液的PH=10时,c(OH-) = 10^-14 / 10^-10 = 10^-4
当混合溶液的PH=10时,溶液中：
剩余的OH-的物质的量浓度 = （10^-2 *V2 - 10^-3 * V1）/ （V1 + V2）= 10^-4
解得：0.01V2 - 0.001V1 = 0.0001V1 + 0.0001V2
即：0.0099V2 = 0.0011V1
即：V1 / V2 = 9：1
再问： 那用H离子的浓度也可以算啊，为什么答案不对。 [10^-3*V(H2SO4)+10^-12*V(NaOH)]/[V(NaOH)+V(H2SO4)]=10^-10 这样算应该对啊
再答： 反应的过程中，H+与OH－是同时消耗的。 我的计算式中：（10^-2 *V2 - 10^-3 * V1），表示的是10^-2 *V2 mol的OH－与10^-3 * V1 mol的H+反应后剩余的OH－。 但你的计算式中：[10^-3*V(H2SO4)+10^-12*V(NaOH)] 这个表示的是什么呢？从你的计算式来看，表示的是硫酸溶液中电离出来的H+与氢氧化钠溶液中的H+的物质的量的和。你没考虑到酸碱中和反应中H+的消耗，所以是错的。